Vì sao bóng đổi hướng vuông góc không thể tính xung lượng bằng hiệu hai độ lớn vận tốc?

Giải thích nguyên lý

Xung lượng của hợp lực bằng độ biến thiên vectơ động lượng. Khi hướng chuyển động thay đổi, phải trừ các thành phần theo cùng hệ trục. Hiệu hai tốc độ chỉ dùng được trong những trường hợp một chiều đã có quy ước dấu phù hợp. Độ lớn của vectơ chênh có thể lớn hơn nhiều so với chênh hai độ lớn.

Ví dụ tính từng bước

Bóng 0,20 kg ban đầu có vận tốc (3; 0) m/s, sau tương tác có vận tốc (0; 4) m/s. Động lượng trước (0,60; 0), sau (0; 0,80) kg·m/s. Xung lượng hợp lực là (−0,60; 0,80) N·s, độ lớn √(0,36 + 0,64) = 1 N·s. Nếu tương tác trong 0,10 s, hợp lực trung bình là (−6; 8) N, độ lớn 10 N.

Điểm dễ hiểu sai

Lấy 0,20 × (4 − 3) = 0,20 N·s đã bỏ qua đổi hướng nên sai. Phải trừ vectơ chứ không trừ hai tốc độ.

Tự kiểm tra

Vì sao thành phần x của xung lượng âm? Đáp án: động lượng theo x giảm từ +0,60 về 0.

Điều kiện áp dụng

Bài hai chiều trong hệ quán tính, khối lượng không đổi; lực tính là hợp lực trung bình, không tự đồng nhất với riêng lực tiếp xúc nếu còn lực đáng kể khác.

Đọc hình minh họa

Quỹ đạo bóng rẽ 90°, hai vectơ động lượng và tam giác hiệu có thành phần −0,60 và +0,80 N·s. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Động lượng là vectơ hay đại lượng vô hướng Định luật bảo toàn động lượng xét hệ nào